B-Projekte

Die B-Projekte umfassen den Bereich der biomedizinischen Anwendung. Die wissenschaftlich- und anwendungsorientierten Forschungsbereiche unterteilen sich wie folgt:

  • Kardiovaskuläre Systeme

  • Neurowissenschaften

  • Gastroenterologische Pathologie

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Projekt B01 (Makowski/Hamm)

Projektübersicht B01
© AG Makowski - Charité - Universitätsmedizin Berlin

Charakterisierung der Extrazellulärmatrix von Aortenaneurismen mithilfe von molekularem MRT

Abdominelle Aortenaneurysmen (AAAs) stellen eine zunehmende Belastung für das Gesundheitswesen dar. Die Extrazellulärmatrix (EZM) ist für die strukturelle Integrität der Aortenwand verantwortlich. In experimentellen Vorarbeiten hierzu konnten wir bereits das Potenzial der molekularen Bildgebung zeigen. In diesem Projekt wird die molekulare / biophysikalische MRT zur Charakterisierung der EZM im AAA Mausmodell evaluiert. Es werden die vielversprechendsten molekularen MR-Sonden und Elastographie-Techniken - oder die Kombination aus beiden - für eine verbesserte Einschätzung des Progressions-/Rupturrisikos von AAAs, identifiziert.

Projekt B02 (Ludwig/Stangl)

Eigenschaften und Zusammensetzung von Proteoglykanen und Glykosaminoglykanen in Bezug auf die Bildgebung von rupturgefährdeten Arterien.
© Charité - Universitätsmedizin Berlin

Proteoglykane and Glykosaminoglykane als Ziele für die nichtinvasive Bildgebung von rupturgefährdeten arteriosklerotischen Plaques

Rupturen arteriosklerotischer Plaques verursachen lebensbedrohliche Komplikationen wie Schlaganfall und Myokardinfarkt. Für eine bessere Diagnostik und Therapiebegleitung wären nichtinvasive Methoden zur Identifizierung rupturgefährdeter Plaques von hohem Wert. Glykosaminoglykane wurden von uns als potenzielles diagnostisches Ziel bei der Arteriosklerose identifiziert. Wir vermuten, dass Plaqueinstabilität mit einem spezifischen Muster von Glykosaminoglykanen korreliert. Dieses Projekt strebt die Identifizierung von Instabilitäts-assoziierten Glykosaminoglykanen an und evaluiert deren Potenzial als Ziel für die nichtinvasive Bildgebung von rupturgefährdeten arteriosklerotischen Plaques.

Projekt B03 (Taupitz/Schnorr)

Diese Darstellung zeigt die Extrazellulärmatrix mit gestörtem Phosphatmetabolismus.
© M. Taupitz - Charité - Universitätsmedizin Berlin

Die pathologisch veränderte Extrazellulärmatrix bei gestörtem Phosphatmetabolismus als Zielstruktur für die In-vivo-Bildgebung

Ein erhöhter Serumphosphatspiegel geht am Herzen mit Funktionsstörungen einher. Der Pathomechanismus hierfür ist nicht geklärt. Eigene experimentelle Vorarbeiten hierzu zeigen im Herzmuskel einen hohen Gehalt von Glykosaminoglykanen. In diesem experimentellen Projekt wird die Hypothese untersucht, dass mit Glykosaminoglykan-gerichteten Bildgebungssonden und mit elastographischen Verfahren eine bildgebende In-vivo-Charakterisierung der Hyperphosphatämie-bedingten Herzmuskelveränderungen möglich ist. Als Referenz werden quantitative physikalische und biochemische analytische Methoden eingesetzt.

Projekt B05 (Infante-Duarte/Sack)

Krankheitsbedingt Veränderungen der Extrazellulärmatrix der Multiplen Sklerose im Mausmodell.
© I. Sack - Charité - Universitätsmedizin Berlin

Untersuchung der krankheitsbedingten Veränderungen der Extrazellulärmatrix im Mausmodell der Multiplen Sklerose mittels molekularer und biophysikalischer MRT

Während der Hirnentwicklung aber auch bei neuroinflammatorischen Prozessen wie der Multiplen Sklerose (MS) kommt es zu Änderungen in der Zusammensetzung der Extrazellulärmatrix (EZM). In diesem Projekt sollen die Mechanismen pathologischer und regenerativer EZM-Veränderungen im Gehirn für die EZM-spezifische  molekulare und biophysikalische Bildgebung untersucht werden. Anhand eines MS-Mausmodells soll dafür die Akkumulation von magnetischen Nanopartikeln im erkrankten Gewebe mit multiskalaren Elastographie-Parametern korreliert werden. In Kombination mit Experimenten an Zellkulturen und Gewebeschnitten soll die In-vivo-Bildgebung Aufschluss geben, welche biochemischen und biophysikalischen Gewebeeigenschaften sich als Biomarker für die EZM-gerichtete Bildgebung bei inflammatorischen Erkrankungen eignen.

Projekt B06 (Siegmund/Kühl)

Systematischer Vergleich der Inflammatorische Aktivität und Targeting der Extrazellulärmatrix bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen.
© Charité - Universitätsmedizin Berlin

Inflammatorische Aktivität und Targeting der Extrazellulärmatrix bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen begleiten betroffene Patienten ein Leben lang. Während des rezidivierenden Krankheitsverlaufs wird die Extrazellulärmatrix (EZM) häufig umgebaut und reichert sich an, wodurch es zu Fibrosen und Stenosen kommt. Glykosaminoglykane (GAG) sind in der EZM hoch exprimiert und an Interaktionen mit Immunzellen beteiligt. Das Projekt B06 untersucht den Effekt von Immunzellen auf Umbauprozesse der EZM im Gastrointestinaltrakt mittels GAG-spezifischer Sonden und bildgebender Verfahren in vivo und analysiert die Zusammensetzungen und die Verteilungen der GAGs in der intestinalen Entzündung und in der akkumulierten EZM.

Projekt B07 (Asbach/Braun)

Darstellung der verschiedenen geplanten Tierexperimente und angewandten Methoden im SFB.
© Charité - Universitätsmedizin Berlin

Die Extrazellulärmatrix als Zielstruktur für biophysikalische und molekulare Bildgebung von Entzündung und Fibrose der Leber 

Es besteht ein hoher Bedarf an nichtinvasiver Diagnostik der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) und der nicht-alkoholischen Steatohepatitis (NASH). Beide Erkrankungen bedingen einen Umbau der Extrazellulärmatrix (EZM); eigene Vorarbeiten zeigen die diesbezüglich hohe Sensitivität der Magnetresonanzelastographie (MRE). Untersucht wird, ob moderne MRE-Verfahren und EZM-gerichtete Sonden die bildgestützte Charakterisierung krankheitsspezifisch veränderter EZM-Strukturen erlauben. Zur Korrelation von Ergebnissen aus MRE, Histologie und biochemischer Analyse werden Resektate, EZM-Phantome sowie NAFLD- und NASH-Tiermodelle untersucht.

Projekt B08 (Schellenberger/Guo)

© Charité - Universitätsmedizin Berlin

Umfassendes mechanisches und EZM-Profil der krebsbefallenen Leber während der Tumorprogression und nach Behandlung mit neuen theranostischen XTEN-Fusionsproteinen 

Während der Tumorentwicklung ist das Remodelling der Extrazellulärmatrix (EZM) im entzündeten Umgebungsgewebe von großer Bedeutung für Tumorwachstum und Metastasierung. Matrix-Metalloproteinasen (MMP) sind Regulatoren solcher strukturellen Veränderungen, die die mechanischen Gewebeeigenschaften modifizieren, welche durch Elastographie untersucht werden können. In diesem Projekt werden wir vollständig E. coli-exprimierbare, theranostische XTEN-Fusionsproteine entwickeln, die durch in der Tumorumgebung überexprimierte MMP aktiviert werden und die Korrelation zwischen mechanischen Eigenschaften und der Zusammensetzung der EZM in der krebsbefallenen Leber eines Mausmodells während des Tumorwachstums und nach Behandlung mit den Fusionsproteinen untersuchen.